Atoommodel van Bohr

Het atoommodel van Bohr is een door Niels Bohr ontwikkelde theorie die de opbouw van atomen beschrijft.

Inhoud

1 Het atoommodel
- 1.1 Schillen
- 1.2 Energieniveaus
2 Experimentele basis
- 2.1 Lichtuitstraling
- 2.2 Emissiespectrum
3 Verdere verfijningen

[bewerk] Het atoommodel

[bewerk] Schillen

Volgens het atoommodel van Bohr houden de elektronen van een atoom zich op in een aantal schillen rondom de kern, die een verschillend energieniveau hebben. Elke schil kan een beperkt aantal elektronen bevatten. De elektronen van een stabiel atoom zitten in de schillen met de laagst mogelijke energie.

Schillen worden volgens toenemende afstand tot de kern voorgesteld door: K, L, M, N, O, P en Q. Het rangnummer wordt het schilnummer 'n' genoemd. Een schil met rangnummer $n$ kan maximaal $2 n 2$ elektronen bevatten, zoals aangegeven in de volgende tabel (deze regel is geldig van n=1 tot en met n=4, n=5,6,7 heeft maximaal 32 elektronen):

Schil	K	L	M	N	O	P	Q
Nummer ( $n$ )	1	2	3	4	5	6	7
Max. bezetting ( $2 n 2$ )	2	8	18	32	32	32	32

Bijvoorbeeld, een natriumatoom heeft elf elektronen. In de stabiele toestand zitten er dus 2 elektronen in de K-schil, 8 in de L-schil en het laatste elektron zit in de M-schil.

[bewerk] Energieniveaus

Als er energie aan een atoom wordt toegevoegd, bijvoorbeeld doordat de stof verhit wordt, kunnen er elektronen naar een hogere energietoestand gaan. Dit heet een aangeslagen toestand. Het overgaan naar een hogere energietoestand heet excitatie. Het atoom is dan niet meer in de stabiele toestand.

Als er een elektron terugvalt naar een lager energieniveau, zendt het atoom energie uit in de vorm van elektromagnetische straling, bijvoorbeeld in de vorm van licht. Dat heet emissie van stralingsenergie.

De stralingsenergie die vrijkomt bij een bepaalde elektronensprong komt overeen met het energieverschil tussen deze energieniveaus. De waarden van de sprongen zijn typisch voor elk element. De stralingsenergie bepaalt de golflengte van de straling, en dus de kleur van het uitgestraalde licht.

[bewerk] Experimentele basis

[bewerk] Lichtuitstraling

Niels Bohr stelde vast dat metalen bij verhitting in een vlam of bij toevoer van energie een typische lichtkleur voor dat element vertonen. Bij natrium is dit geel, bij calcium baksteenrood en bij koper is dit groen.

[bewerk] Emissiespectrum

De straling die door enkelvoudige stoffen wordt uitgezonden, kan verder ontleed worden als je de straling door een prisma heen stuurt. Als het licht van een gloeiend hete zuivere stof via een prisma op een wit vlak valt, vertonen zich lijntjes met verschillende kleuren. Dat heet het emissiespectrum. Elk lijntje komt overeen met een bepaalde energie, en dus met een bepaalde overgang tussen twee elektronenschillen. Zo zal een elektron uit een natriumatoom, dat terugvalt van de N-schil naar de M-schil de bekende gele kleur van natriumlampen uitstralen.

Door de uitgestraalde energieën van een groot aantal elementen te analyseren, kon Bohr afleiden welke energieniveaus in een element voor konden komen.

Nadat de emissiespectra van een groot aantal elementen was bepaald, konden deze ook worden gebruikt om de samenstelling van stoffen te bepalen met behulp van atomaire-emissiespectrometrie.